佳文拾萃之雷达与声呐（2020~2021年100篇好文推荐）下篇

Original JEIT 电子与信息学报 2022-07-02

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电子与信息学报
星期五2021-08-13NO.155

NO.2[ 佳文拾萃 ]之雷达与声呐（下篇）

雷达和声呐分别利用电磁波与声波对目标进行探测、定位与成像，两者均具有广泛的应用领域和重要的应用价值，包括侦察监视、预警探测、地表和水下地形测绘、环境探测等，世界各国都对其予以高度重视并大力发展。随着信号处理技术和电子技术的快速发展以及应用需求的不断提升，急需探索和研究新的理论、体制和方法，进一步推动我国雷达和声呐技术的进步。今日小编精选梳理了2020年到2021年《电子与信息学报》发表的雷达与声呐领域的高质量论文100篇，包括SAR、相控阵雷达与阵列信号处理、雷达目标识别与目标跟踪、超宽带雷达、外辐射源雷达、雷达干扰与抗干扰、新体制雷达、水声信号处理等9个子方向（上篇为前4个方向，下篇为后5个方向），欢迎阅读品鉴！

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（五）外辐射源雷达

1 基于信道分段平滑的外辐射源雷达非平稳杂波抑制方法

作者：万显荣, 刘玉琪, 程丰, 易建新

第一单位：武汉大学电子信息学院

关键词：外辐射源雷达 / 杂波抑制 / 信道分段平滑 / 非平稳杂波 / 正交频分复用(OFDM)

摘要：复杂电磁环境下，外辐射源雷达中多径杂波可能具备非平稳的跳变特性。该文针对这种跳变型非平稳杂波，结合辐射源信号的正交频分复用(OFDM)调制特性，提出一种基于信道分段平滑的杂波抑制方法。首先建立了跳变杂波的时域信号模型，然后结合OFDM信号结构将其变换到子载波域，接着在子载波域对各OFDM符号进行信道估计与分段平滑，最后利用该信道平滑值和对应段的参考信号抑制非平稳杂波。仿真和实测数据表明，该文方法能够有效抑制跳变型的非平稳杂波。

引用本文：万显荣, 刘玉琪, 程丰, 易建新. 基于信道分段平滑的外辐射源雷达非平稳杂波抑制方法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(1): 132-139. doi: 10.11999/JEIT190754

2 传感器位置误差下外辐射源雷达三维定位代数解算法

作者：左燕, 周夏磊, 蒋陶然

第一单位：杭州电子科技大学自动化学院

关键词：外辐射源雷达 / 观测站位置误差 / 双基距离和差(BRD) / 两步加权最小二乘(TS-WLS)

摘要：机载外辐射源雷达系统中，部署在飞机上的观测站传感器位置无法精确获知，观测站位置误差将严重影响目标定位精度。对此，该文提出一种观测站位置误差下多基外辐射源雷达3维定位代数解算法。该算法首先利用辅助变量将非线性双基距离和差(BRD)观测方程进行线性化，构造伪线性目标估计模型。然后将观测站位置量测噪声的统计特性融入定位算法，提出一种改进两步加权最小二乘(TS-WLS)算法实现观测站位置误差下外辐射源雷达目标定位。最后推导了克拉美罗下界(CRLB)和算法的理论误差。仿真结果显示，在适中的BRD量测误差和观测站位置误差下，所提算法的目标定位性能能够达到CRLB。

引用本文：左燕, 周夏磊, 蒋陶然. 传感器位置误差下外辐射源雷达三维定位代数解算法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(3): 555-562. doi: 10.11999/JEIT190292

3 基于二阶统计量盲源分离算法的无源雷达同频干扰抑制研究

作者：吕晓德, 孙正豪, 刘忠胜, 张汉良, 刘平羽

第一单位：中国科学院空天信息创新研究院

关键词： 无源雷达 / 长期演进信号 / 同频干扰抑制 / 盲源分离 / 2阶统计量

摘要：针对基于长期演进(LTE)信号的无源雷达存在同频基站干扰的问题，该文提出一种基于2阶统计量的盲源分离算法，该算法是在卷积混合模型下，通过多通道最小均方(LMS)算法实现分离信号之间的相关性最小。由于各发射基站信号之间统计不相关，当分离信号之间的相关性达到最小时，完成观测信号的分离。在此基础上，改进了传统无源雷达信号处理的流程，增加了分离同频干扰基站直达波和多径杂波的步骤，实现了对同频干扰基站杂波的抑制。通过仿真分析，验证了算法的有效性，为基于LTE信号的无源雷达数据处理提供了参考。

引用本文：吕晓德, 孙正豪, 刘忠胜, 张汉良, 刘平羽. 基于二阶统计量盲源分离算法的无源雷达同频干扰抑制研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(5): 1288-1296. doi: 10.11999/JEIT190178

4 复杂天气及海风对天基被动干涉微波辐射无源探测系统性能的影响

作者：宋广南, 卢海梁, 李浩, 李一楠, 郎量, 董思乔, 李鹏飞, 吕容川

第一单位：中国空间技术研究院西安分院

关键词： 无源探测 / 复杂天气 / 海风

摘要：基于微波辐射无源探测系统的目标探测方程，该文探讨了云、雾和雨等复杂天气以及海风对天基被动干涉微波辐射无源探测系统的影响，定量化仿真分析了这些因素对系统探测能力的影响，实验验证了被动干涉微波辐射无源探测系统对云层的穿透能力。研究结果表明：云、雾和雨等复杂天气对被动干涉微波辐射无源探测系统对海面目标的探测有一定的影响，但在低频段云雾影响较小，可忽略不计；而降雨会对系统的目标探测能力影响较大；海风对海面金属目标的探测是有利的，而海风对隐身目标探测是不利的，会降低系统的探测能力。

引用本文：宋广南, 卢海梁, 李浩, 李一楠, 郎量, 董思乔, 李鹏飞, 吕容川. 复杂天气及海风对天基被动干涉微波辐射无源探测系统性能的影响[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(11): 2607-2614. doi: 10.11999/JEIT190534

5 基于动态有序矩阵的外辐射源雷达CFAR算法

作者：饶云华, 周健康, 万显荣, 龚子平, 柯亨玉

第一单位：武汉大学电子信息学院

关键词： 目标检测 / 杂波矩阵 / 杂波图 / 恒虚警

摘要： 外辐射源雷达采用不可控的第三方辐射源，其电磁传播条件复杂，尤其是在低空目标探测中，检测性能极大地受到杂波特性的影响，使得传统恒虚警算法性能明显下降。为了改善检测性能，该文提出一种基于雷达杂波空间划分的动态有序矩阵恒虚警检测算法(DOM-CFAR)。该算法将杂波空间从距离和多普勒维进行划分，构造为有序矩阵，再根据背景杂波变化进行动态极值替换、提取杂波估计中值用以计算检测阈值，从而使得检测算法阈值可动态适应杂波功率变化。仿真和实测结果表明，该算法可以在均匀杂波、多目标和杂波边缘等复杂情况下保持稳定的检测性能。

引用本文：饶云华, 周健康, 万显荣, 龚子平, 柯亨玉. 基于动态有序矩阵的外辐射源雷达CFAR算法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(4): 1154-1161. doi: 10.11999/JEIT191024

6 误差校正下单站多外辐射源BR/BRR多目标定位算法

作者：左燕, 蒋陶然, 陈志猛, 彭冬亮

第一单位：杭州电子科技大学自动化学院

关键词： 无源定位 / 误差校正 / 双基距离(BR) / 双基距离变化率(BRR) / 关联最小二乘(DLS)

摘要： 单站多外辐射源雷达定位系统利用多组双基距(BR)和双基距变化率(BRR)量测值对多运动目标定位。量测偏差的存在使得定位性能下降，对此该文提出一种基于迭代后验关联最小二乘估计的联合误差校正和目标定位算法。首先引入辅助变量对BR和BRR非线性观测方程伪线性化，建立目标参数和偏差的联合估计方程。其次，利用辅助变量和目标参数之间的关系构建新的等式方程设计关联最小二乘算法，并采用后验迭代校正固定偏差进一步提高定位精度和全局收敛性。最后对算法的理论误差和全局收敛性进行了分析，仿真结果显示：所提算法具有较好的全局收敛性且目标定位性能达到克拉美罗下界。

引用本文：左燕, 蒋陶然, 陈志猛, 彭冬亮. 误差校正下单站多外辐射源BR/BRR多目标定位算法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(4): 1162-1169. doi: 10.11999/JEIT200042

（六）雷达干扰与抗干扰

1 基于奇异值分解与神经网络的干扰识别

作者：冯熳, 王梓楠

第一单位：东南大学信息科学与工程学院

关键词： 干扰识别 / 神经网络 / 奇异值分解

摘要： 无线通信中的抗干扰技术对通信的稳定性和安全性都具有重要意义，干扰识别作为抗干扰技术的重要环节一直是研究的热点。该文提出一种基于奇异值分解与神经网络的干扰识别方法，该方法只计算信号矩阵的奇异值即完成特征提取，与传统方法相比节省了多个谱特性的计算量。仿真结果表明：基于奇异值分解与神经网络的干扰识别方法与传统方法相比在干信比为0 dB左右的条件下识别准确率有10%～25%的提高。

引用本文：冯熳, 王梓楠. 基于奇异值分解与神经网络的干扰识别[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(11): 2573-2578. doi: 10.11999/JEIT190228

2 基于统计相关差异的多基地雷达拖引欺骗干扰识别

作者：孙闽红, 丁辰伟, 张树奇, 鲁加战, 邵鹏飞

第一单位：杭州电子科技大学通信工程学院

关键词： 欺骗干扰 / 检测识别 / 多基地雷达系统 / 相关性

摘要： 针对长基线多基地雷达系统在目标跟踪阶段的拖引欺骗干扰识别问题，考虑到真实目标回波在不同节点雷达中的幅度相互独立，而拖引欺骗干扰假设来自同一干扰机，其在不同节点雷达中的幅度完全相关，从而跟踪波门内只有目标回波与同时存在目标回波与拖引欺骗干扰这两种不同情形下的信号幅度存在统计相关差异。该文提出利用这一差异实现多基地雷达系统的拖引欺骗干扰识别。通过在分析统计相关差异的基础上，对不同节点雷达接收到的回波信号幅度序列进行相关性度量及参数估计，构建检验统计量，在给定的虚警概率下实现了对欺骗干扰的识别。仿真实验结果表明，该方法对欺骗干扰具有较好的识别效果，相较于基于拟合优度的AD检测算法，识别概率平均提高18.63%。

引用本文：孙闽红, 丁辰伟, 张树奇, 鲁加战, 邵鹏飞. 基于统计相关差异的多基地雷达拖引欺骗干扰识别[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(12): 2992-2998. doi: 10.11999/JEIT190634

3 基于同步压缩小波变换的主信号抑制技术

作者：吴龙文, 牛金鹏, 王昭, 何胜阳, 赵雅琴

第一单位：哈尔滨工业大学电子与信息工程学院

关键词： 辐射源个体识别 / 主信号抑制 / 同步压缩小波变换 / 特征提取

摘要： 在辐射源个体识别(SEI)技术中，能量较高的主信号往往导致微弱个体特征稳定性降低，进而影响最终的个体识别效果。为了解决该问题并提升辐射源个体识别性能，该文提出基于同步压缩小波变换的主信号抑制技术。首先，利用静态小波变换完成对带噪信号的去噪预处理；然后，利用同步压缩小波变换完成对主信号的检测和抑制，并以均方根误差和皮尔逊相关系数为数值指标，验证算法的有效性；最后，在主信号抑制的基础上，利用分形理论中盒维数完成对信号的特征提取，并利用单核支持向量机验证个体识别性能。实验结果表明，与主信号抑制之前相比，主信号抑制算法下个体识别率提升了10%左右，验证了同步压缩小波变换的主信号抑制算法对辐射源个体识别率提升的有效性。

引用本文：吴龙文, 牛金鹏, 王昭, 何胜阳, 赵雅琴. 基于同步压缩小波变换的主信号抑制技术[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(8): 2045-2052. doi: 10.11999/JEIT190650

4 一种稳健的机载面阵雷达非均匀杂波抑制方法

作者：肖浩, 王彤, 文才, 刘程

第一单位：西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室

关键词： 机载面阵雷达 / 密集目标 / 非均匀杂波 / 杂波抑制

摘要： 在非均匀杂波和密集目标环境下，由于没有足够的独立同分布(IID)训练样本，传统空时自适应处理(STAP)方法的杂波抑制性能严重下降。针对以上问题，该文提出一种对阵元误差稳健的机载面阵雷达非均匀杂波抑制方法。该方法首先根据雷达系统参数先验知识构造杂波表示基矩阵。然后在考虑阵元误差的情况下，基于最小二乘准则迭代地估计杂波表示系数和阵元误差，最后利用估计得到的最优杂波表示系数和阵元误差直接在阵元脉冲域进行杂波对消。该方法无须估计待检测单元统计特性；没有孔径损失；不需要训练样本；即使在距离模糊情况下也能有效地抑制密集目标环境下机载面阵雷达回波数据中的非均匀杂波。仿真结果验证了该文方法的有效性。

引用本文：肖浩, 王彤, 文才, 刘程. 一种稳健的机载面阵雷达非均匀杂波抑制方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(1): 138-144. doi: 10.11999/JEIT191051

5 基于欠定盲源分离的同步跳频信号网台分选

作者：李红光, 郭英, 张东伟, 杨银松, 齐子森, 眭萍

第一单位：空军工程大学信息与导航学院

关键词： 网台分选 / 时频变换 / 单源点检测 / 混合矩阵

摘要： 针对同步跳频(FH)网台分选问题，该文提出一种基于时频域单源点检测的欠定盲源分离(UBSS)分选算法。该算法首先对观测信号时频变换，利用自适应阈值去噪算法消除时频矩阵背景噪声，增加算法抗噪性能，然后根据信号绝对方位差算法进行单源点检测，有效保证单源点的充分稀疏性，并通过改进的模糊值聚类算法完成混合矩阵和2维波达方向估计，降低噪声和样本集分布差异对聚类结果的影响，提高估计精度。最后采用变步长的稀疏自适应子空间追踪(SASP)算法对源信号进行重构恢复。仿真实验表明，该算法在低信噪比(SNR)条件下，跳频信号波达方向估计和恢复精度较高，能够有效完成同步跳频信号的盲分离。

引用本文：李红光, 郭英, 张东伟, 杨银松, 齐子森, 眭萍. 基于欠定盲源分离的同步跳频信号网台分选[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(2): 319-328. doi: 10.11999/JEIT190920

6 ADS-B延迟转发电文检测及干扰台定位方法

作者：苏志刚, 关静, 郝敬堂, 韩冰, 周隽

第一单位：中国民航大学中欧航空工程师学院

关键词： 监视技术 / 广播式自动相关监视 / 电子欺骗 / 延迟转发电文 / 多点定位技术

摘要： 广播式自动相关监视(ADS-B)技术因明码广播特点，面临较严重的电子欺骗风险。针对延迟转发电文的检测与相应干扰台定位问题，根据ADS-B地面站接收电文的位置间隔的分布特点，该文提出利用顺序电文间瞬时速度与关注期内平均速度间的差异性检测延迟转发电文的方法。根据延迟转发电文的原始电文位置与干扰台间的空间关系，利用ADS-B地面站获取的延迟转发电文位置及时间戳，采用多点定位技术实现对干扰台定位。仿真结果表明，利用瞬时速度与平均速度间的差异性可以有效地实现对延迟转发电文存在与否的检测，干扰台的定位精度与ADS-B地面站的定时精度、采用定位的电文数目、干扰台与航线间距离和干扰台方位等因素有关，且采用正视区域的位置电文可以获得对干扰台较好的定位性能。该文方法可以使ADS-B地面站独立地检测延迟转发干扰和定位相应干扰台。

引用本文：苏志刚, 关静, 郝敬堂, 韩冰, 周隽. ADS-B延迟转发电文检测及干扰台定位方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(2): 329-334. doi: 10.11999/JEIT191006

7 基于距离-多普勒补偿的多基雷达协同抗主瓣压制干扰

作者：胡勤振, 杨建宇, 吴良斌, 高超, 路成军

第一单位：电子科技大学信息与通信工程学院

关键词： 多基地雷达 / 主瓣压制干扰 / 多普勒频差 / 相关

摘要： 针对多基地雷达系统中多普勒频差导致干扰信号的去相关的问题，该文提出一种基于距离-多普勒补偿的多基雷达协同抗主瓣压制干扰方法。首先，通过不同雷达平台接收到的干扰信号的互相关函数，分析了多普勒频差对多平台干扰信号的相关性影响。其次，通过最大化时间-多普勒2维相关函数对传播延时差与多普勒频差进行估计和补偿，实现主瓣干扰抑制。然后，为了降低运算量，先利用幅度相关估计出传播延时差，再估计出多普勒频差。仿真结果表明，通过多普勒频率补偿后进行干扰信号级相消处理，可有效抑制主瓣压制干扰。

引用本文：胡勤振, 杨建宇, 吴良斌, 高超, 路成军. 基于距离-多普勒补偿的多基雷达协同抗主瓣压制干扰[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 516-522. doi: 10.11999/JEIT200229

8 超视距雷达海杂波与干扰信号的多域特征与海杂波检测

作者：罗忠涛, 严美慧, 卢琨, 何子述

第一单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院

关键词：超视距雷达 / 海杂波 / 干扰 / 特征分析

摘要： 针对超视距(OTH)雷达接收信号成分复杂的问题，该文提出基于多域组图的信号分析方法，讨论海杂波、瞬态干扰和射频干扰的多域特征。运用时域、频域、距离域、重复周期和多普勒5域，组合为6种2维矩阵图，提出雷达接收数据的“五域六图”(5D6M)方法。通过五域六图，各种接收信号成分在多个域得以分离，海杂波和干扰在不同域的特征得以体现，清晰展示海杂波的频谱和多普勒谱特性、瞬态干扰的大功率和短时性以及射频干扰的窄带与多普勒特性。基于五域六图的信号特性分析，能够为雷达信号分析与处理提供很好的帮助。该文以海杂波为例，设计了基于频域-多普勒域的海杂波多普勒单元检测的新方法。

引用本文：罗忠涛, 严美慧, 卢琨, 何子述. 超视距雷达海杂波与干扰信号的多域特征与海杂波检测[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 580-588. doi: 10.11999/JEIT200655

9 基于雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的间歇采样转发干扰抑制方法

作者：周凯, 李德鑫, 粟毅, 何峰, 刘涛

第一单位：国防科技大学电子科学学院

关键词：波形设计 / 非匹配滤波 / 抗干扰 / 间歇采样转发干扰

摘要： 间歇采样转发干扰(ISRJ)是基于欠采样原理的新型雷达相干干扰技术，能够形成密集假目标干扰。该文针对抗间歇采样转发干扰问题，提出一种雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的抗干扰方法。首先，以发射信号脉冲压缩积分旁瓣能量和干扰信号非匹配滤波输出积分能量为目标函数，综合考虑发射信号的幅度约束，建立了间歇采样转发干扰抑制的数学优化模型。然后，通过问题分解推导了雷达发射波形和非匹配滤波器的解析表达式，基于迭代算法设计了发射波形和非匹配滤波器。最后，通过仿真实验的方式验证了发射波形和非匹配滤波器的性能、抗间歇采样转发干扰性能以及所提方法的间歇采样转发干扰抑制能力。

引用本文：周凯, 李德鑫, 粟毅, 何峰, 刘涛. 基于雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的间歇采样转发干扰抑制方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(7): 1939-1946. doi: 10.11999/JEIT200299

10 相参处理间隔较短条件下基于稀疏重构及形态成分分析的航管雷达风电场杂波抑制

作者：何炜琨, 毕峰华, 王晓亮, 张莹

第一单位：中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室

关键词：风电场 / 形态成分分析 / 稀疏重构 / 杂波抑制

摘要： 近些年来，世界各国越来越重视风力发电的发展。风电场的存在可能对航管监视雷达性能产生负面影响，因此风电场杂波抑制技术的研究对于提升航管监视雷达工作性能、保障空中交通安全具有重大意义。形态成分分析(MCA)算法根据信号稀疏特征的不同应用于风电场杂波抑制时，计算量较低且性能较好。但是针对实际雷达参数中相参处理间隔(CPI)较短造成的谱分辨率降低及信号特征不明显时，MCA算法的杂波抑制性能受到影响，因此选择将稀疏重构算法与MCA算法结合用于短CPI情况下的风电场杂波抑制。该文认为短CPI接收回波数据为较长CPI雷达回波数据基础上发生尾部数据缺省，继而利用稀疏重构算法对缺省数据进行恢复，再利用MCA算法抑制风电场杂波。实验结果验证了该方法的有效性。

引用本文：何炜琨, 毕峰华, 王晓亮, 张莹. 相参处理间隔较短条件下基于稀疏重构及形态成分分析的航管雷达风电场杂波抑制[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(7): 1954-1961. doi: 10.11999/JEIT200474

（七）新体制雷达

1 基于索引调制OFDM雷达通信共享信号压缩感知方法研究

作者：左家骏, 杨瑞娟, 李晓柏, 李东瑾

第一单位：空军预警学院预警情报系

关键词：雷达通信一体化 / 正交频分复用 / 子载波索引调制 / 压缩感知

摘要： 针对在雷达通信一体化(RadCom)系统中正交频分复用(OFDM)共享信号通信速率不高、可靠性较差的问题，该文提出一种采用子载波索引调制(IM)的OFDM共享信号方案(OFDM-IM)以及对应的基于压缩感知(CS)的雷达信号处理算法。该方案在发射端采用IM调制增强OFDM信号通信质量，在雷达接收端采用CS技术获取目标的距离-速度2维超分辨图像，进一步采用快速分段重构、2次相参积累的方法降低算法的计算复杂度。仿真实验表明，相比于传统算法，该方法能显著提升对OFDM-IM共享信号的处理性能，并实现超低距离副瓣，是一种能够同时增强雷达与通信性能的一体化共享信号方案。

引用本文：左家骏, 杨瑞娟, 李晓柏, 李东瑾. 基于索引调制OFDM雷达通信共享信号压缩感知方法研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(12): 2976-2983. doi: 10.11999/JEIT190740

2 基于目标场景结构化稀疏重构的三维雷达成像方法

作者：张研, 王保平, 方阳, 王佳慧, 宋祖勋

第一单位：西北工业大学电子信息学院

关键词：雷达成像 / 3维成像 / 目标散射强度 / 结构化稀疏表示 / 正交匹配追踪

摘要：基于成像场景散射强度稀疏表示的3维雷达成像结果对目标的外形几何细节体现较差，不利于目标识别。该文首先分析了目标在成像场景内散射强度的结构化特征，然后以散射点梯度信息进行了结构化稀疏表示，构建了基于目标散射强度梯度变化的结构化稀疏重构模型，最后通过改进的联合正交匹配追踪算法重构出目标3维图像。实验结果表明，该方法具有较好的抗噪性能和成像质量，可以更好地反映目标外形几何特征。

引用本文：张研, 王保平, 方阳, 王佳慧, 宋祖勋. 基于目标场景结构化稀疏重构的三维雷达成像方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(4): 1185-1191. doi: 10.11999/JEIT200071

3 认知雷达抗干扰中的博弈论分析综述

作者：赫彬, 苏洪涛

第一单位：西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室

关键词：认知雷达 / 雷达对抗 / 博弈论 / 资源分配 / 纳什均衡

摘要：雷达对抗的核心研究内容主要是干扰策略与抗干扰策略之间的对抗博弈，其作为电子战研究领域的热点一直备受学者们关注。该文综述了学者们利用合作与非合作博弈方法来分析雷达在进行目标探测和干扰抑制时所使用的策略，主要通过不同体制的雷达利用认知技术感知和学习外界复杂的电磁环境，合理地分配发射功率、控制编码序列、设计波形、研究检测和跟踪方法以及分配雷达通信资源等。这样雷达既节约发射所消耗的功率，又可以自适应地搜索和跟踪目标而不被敌方所发现，从而使雷达在复杂多变的现代战场环境中达到自身最优的性能。最后，对认知雷达抗干扰中的博弈论分析研究进行总结和展望，并指出了一些博弈论在认知雷达抗干扰策略应用中所面临的潜在问题和挑战。

引用本文：赫彬, 苏洪涛. 认知雷达抗干扰中的博弈论分析综述[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(5): 1199-1211. doi: 10.11999/JEIT200843

（八）其他雷达信号处理

1 昆虫雷达散射截面积特性分析

作者：胡程, 方琳琳, 王锐, 周超, 李卫东, 张帆, 郎添娇, 龙腾

第一单位：北京理工大学雷达技术研究所

关键词：昆虫雷达 / 昆虫雷达散射截面积特性 / 电磁仿真 / 雷达散射截面积起伏

摘要：昆虫雷达是观测昆虫迁飞最有效的工具。研究昆虫的雷达散射截面积(RCS)特性对于昆虫雷达目标识别有着重要意义。该文将分析昆虫的静态RCS特性和动态RCS特性。首先，基于实测的X波段全极化昆虫RCS数据，分析昆虫的静态RCS特性，包括水平和垂直极化RCS随体重变化规律以及昆虫极化方向图随体重的变化规律。其次，总结当前通过电磁仿真研究昆虫RCS特性所用到的介质和几何形状模型，并对比了水、脊髓、干皮肤和壳质与血淋巴混合物4种介质和等体型扁长椭球体、等质量扁长椭球体和三轴椭球体3种几何模型组成的12种介质模型，经过电磁仿真结果与实测数据相对比发现脊髓介质等质量扁长椭球体模型与实测昆虫RCS特性最接近。然后，基于Ku波段高分辨昆虫雷达外场实测昆虫回波数据，分析了昆虫动态RCS的起伏特性，将实测昆虫动态RCS起伏数据与4种经典的RCS起伏分布模型χ2, Log-normal, Weibull和Gamma分布分别进行了拟合分析，从最小二乘拟合误差和拟合优度检验结果可以看出，相比于其他3种模型，Gamma分布可以较好地描述昆虫目标RCS起伏的统计特性。最后，综述了昆虫RCS特性在昆虫雷达测量昆虫朝向、体重等参数测量的应用。

引用本文：胡程, 方琳琳, 王锐, 周超, 李卫东, 张帆, 郎添娇, 龙腾. 昆虫雷达散射截面积特性分析[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(1): 140-153. doi: 10.11999/JEIT190611

2 一种适用于小样本的迭代多重信号分类算法

作者：王娟, 王彤, 吴建新

第一单位：西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室

关键词：目标角度估计 / 多重信号分类算法 / 迭代 / 优化问题

摘要：当样本数不足时，由采样协方差矩阵特征分解得到的噪声子空间偏离其真实值，使得多重信号分类(MUSIC)算法目标角度(DOA)估计性能下降。为了解决这个问题，该文提出了一种迭代算法通过校正信号子空间来提高MUSIC算法性能。该方法首先利用采样协方差矩阵特征分解得到的噪声子空间粗略估计目标角度；其次基于信源的稀疏性和导向矢量的低秩特性，由上一步得到的目标角度以及其邻域角度对应的导向矢量构造一个新的信号子空间；最后通过解一个优化问题来校正信号子空间。仿真结果表明，该算法有效地提高了子空间估计精度。基于新的信号子空间实现MUSIC DOA估计可以使得性能得到改善，且在低样本数下改善尤为明显。

引用本文：王娟, 王彤, 吴建新. 一种适用于小样本的迭代多重信号分类算法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(2): 445-451. doi: 10.11999/JEIT190160

3 雷达间歇辐射对测向交叉定位性能的影响分析

作者：王亚涛, 曾小东, 周龙建

第一单位：中国电子科技集团公司航空电子信息系统技术重点实验室

关键词：射频隐身 / 间歇辐射 / 交叉定位 / 克拉美罗下界

摘要：针对雷达采取间歇辐射的射频隐身管控措施，以双站测向交叉定位为例，该文研究了辐射时间比与定位性能的影响关系。首先分析了雷达间歇辐射的管控方法，然后在载机做匀速直线运动的假设下，采用克拉美罗下界(CRLB)方法，建立了辐射时间比对定位精度的影响模型。最后给出了模型的求解步骤并进行了仿真验证。仿真结果表明，不同辐射时间比对定位性能的影响不同，在初始距离为100 km，辐射时间比小于0.5时，定位收敛时间超过10 s，可以有效降低测向交叉定位的性能。

引用本文：王亚涛, 曾小东, 周龙建. 雷达间歇辐射对测向交叉定位性能的影响分析[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(2): 452-457. doi: 10.11999/JEIT190110

4 基于被动干涉微波亮温图像的海面目标探测算法研究

作者：卢海梁, 王志强, 高超, 李一楠, 胡泰洋, 王佳坤, 杨小娇, 吕容川, 李浩

第一单位：中国空间技术研究院西安分院

关键词：海面目标探测 / 微波图像 / 被动干涉

摘要：为利用被动干涉微波技术作为我国天基预警体系的重要补充以实现对海面目标的有效探测，该文提出一种基于被动干涉微波图像的海面目标探测算法。首先，建立了海面背景和海面目标的被动干涉微波图像数学模型；其次，详细地介绍了海面目标的探测算法，并仿真验证了算法的可行性；最后，开展了机载实验。理论分析和实验验证均表明：该探测算法是可行性的，能有效地探测到海面目标，且具有较好的探测性能；海面航行的金属目标在被动干涉微波图像中呈现“一高一低”的特征，可利用该特征提高海面目标探测概率。该探测算法可为天基被动干涉微波技术探测海面目标提供参考。

引用本文：卢海梁, 王志强, 高超, 李一楠, 胡泰洋, 王佳坤, 杨小娇, 吕容川, 李浩. 基于被动干涉微波亮温图像的海面目标探测算法研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(3): 563-572. doi: 10.11999/JEIT190256

5 基于强散射点在线估计的距离扩展目标检测方法

作者：郭鹏程, 刘峥, 罗丁利, 李俭朴

第一单位：西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室

关键词：高分辨雷达 / 扩展目标检测 / 聚类 / 强散射点估计

摘要：传统的距离扩展目标检测一般在散射点密度或散射点数量先验条件下完成，在目标散射点信息完全未知时检测性能会大幅降低。针对这个问题，该文提出一种基于强散射点在线估计的距离扩展目标检测方法(OESS-RSTD)，该方法利用机器学习中的无监督聚类算法在线估计强散射点数量以及首次检测门限，然后再结合虚警率，确定2次检测门限，最后通过两次门限检测完成目标有无的判决。该文分别利用仿真数据和实测数据进行了试验验证，并和其他算法进行了试验对比，通过虚警概率一定时的信噪比(SNR)-检测概率曲线验证了该文所提方法相对于传统算法有更高的稳健性，且该方法不需要目标散射点的任何先验信息。

引用本文：郭鹏程, 刘峥, 罗丁利, 李俭朴. 基于强散射点在线估计的距离扩展目标检测方法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(4): 910-916. doi: 10.11999/JEIT190417

6 基于循环平稳特性的欠采样宽带数字预失真研究

作者：兰榕, 胡欣, 邹峰, 王刚, 罗积润

第一单位：中国科学院电子学研究所

关键词：行波管放大器 / 循环平稳 / 欠采样 / 数字预失真 / 线性化

摘要：为了解决行波管(TWT)宽带数字预失真(DPD)中反馈回路ADC采样率过高的问题，该文利用信号的循环平稳特性证实可通过欠采样下的输出信号估计功放的非线性模型参数，然后由功放非线性模型参数和输入信号可恢复出与高采样率下效果相似的功放输出信号，最后通过传统的间接学习结构对功放进行数字预失真以实现行波管的线性化。为了验证该方法，利用20 MHz LTE信号驱动一只55 W的X波段行波管放大器(TWTA)。数字预失真反馈回路的ADC采样率从61.44 Msps降低至6.144 Msps和3.072 Msps，但线性化效果变化不大，表明欠采样方法是有效的。

引用本文：兰榕, 胡欣, 邹峰, 王刚, 罗积润. 基于循环平稳特性的欠采样宽带数字预失真研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(5): 1274-1280. doi: 10.11999/JEIT190105

7 基于SαS分布的高斯化处理研究

作者：王平波, 代振, 卫红凯

第一单位：海军工程大学

关键词：对称α稳定分布 / 非高斯信号处理 / 高斯化 / 扩展匹配滤波

摘要：针对非高斯背景干扰下的弱信号检测需求，在综述高斯化处理与扩展匹配滤波概念及思路的基础上，该文提出了两种基于对称α稳定分布建模的高斯化处理方法，构建了相应的扩展匹配滤波检测器，并对比早先建立的混合高斯分布下的高斯化处理，对其高斯化效果、对应检测性能、运行速度等进行了仿真研究。研究表明，高斯化处理可以降低背景干扰的非高斯性，从而提高后续匹配滤波的检测性能；基于对称α稳定分布的高斯化处理，在保持性能的同时，具有更高的运行效率。

引用本文：王平波, 代振, 卫红凯. 基于SαS分布的高斯化处理研究[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(9): 2239-2245. doi: 10.11999/JEIT190539

8 基于似然函数的双曲调频信号参数估计快速算法

作者：马碧云, 元达鹏, 刘娇蛟

第一单位：华南理工大学电子与信息学院

关键词：信号处理 / 双曲调频 / 参数估计 / 似然函数

摘要：相较于线性调频(LFM)信号，双曲调频(HFM)信号因具有良好的脉冲压缩性能和多普勒不变性，被广泛用于雷达侦查、水声探测等多普勒影响严重的场景中，其中HFM信号的参数估计问题尤为重要。有鉴于此，该文提出一种基于似然函数的HFM信号参数估计快速算法。文中首先推导出HFM信号的Cramer-Rao下界作为参数估计的性能评估标准；然后基于高斯随机噪声，构建了HFM信号的似然函数，并结合数据向量化的特点提出一种改进的适应度函数，最后利用全局最优引导人工蜂群(GABC)算法对该适应度函数进行极值寻优，从而实现HFM信号的参数估计；通过蒙特卡洛仿真证明了该方法在信噪比为3 dB以上时，HFM信号的参数估计结果的均方误差更逼近Cramer-Rao下界，且运算量约是原来的1/3，在保证估计精度的同时提高算法收敛速度。

引用本文：马碧云, 元达鹏, 刘娇蛟. 基于似然函数的双曲调频信号参数估计快速算法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(5): 1228-1234. doi: 10.11999/JEIT200044

（九）水声信号处理

1 非理想条件下基于矢量水听器阵列的一种快速方位估计算法

作者：王彪, 陈宇, 徐千驰, 高世杰, 张岑

第一单位：江苏科技大学

关键词：矢量水听器 / DOA估计 / 稀疏分解

摘要：为了实现少快拍、低信噪比(SNR)条件下的水下目标快速方位估计，该文建立矢量水听器阵列方位估计稀疏表示模型。利用实值转化技术将复数方向矩阵转化到实数域，以便利用平滑L0算法对稀疏信号矩阵进行重构从而得到方位估计结果。该文改进平滑L0算法，利用收敛性更好的复合反比例函数(CIPF)函数作为平滑函数以及提出促稀疏加权的方法，该方法通过加权的方式修正噪声条件下L2范数作为迭代初始值偏离稀疏解较远的问题来促进算法快速收敛于稀疏解。通过仿真验证了该文提出的基于实值转换的促稀疏加权平滑L0算法在少快拍、低信噪比的条件下可以实现优于传统子空间类算法的性能，并且在保证性能的同时，显著提高方位估计的速度。

引用本文：王彪, 陈宇, 徐千驰, 高世杰, 张岑. 非理想条件下基于矢量水听器阵列的一种快速方位估计算法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 745-751. doi: 10.11999/JEIT200541

2 基于扩展路径识别算法的水声OFDM系统低复杂度迭代稀疏信道估计

作者：赵世铎, 鄢社锋

第一单位：中国科学院声学研究所

关键词：OFDM水声通信 / 稀疏信道估计 / 扩展路径识别算法 / OMP / Turbo接收机

摘要：移动OFDM水声通信系统中，基于压缩感知的稀疏信道估计方法计算量较大，不适用于实时通信。针对这一问题，该文基于一致多普勒信道模型提出一种扩展路径识别(GPI)算法。该方法首先使用信道多普勒扩展矩阵构造等效发射序列，将多普勒信道转化为等效线性时不变信道。然后使用GPI算法估计信道多普勒及各路径的时延及幅度参数，实现低复杂度稀疏信道估计。此外，该文将GPI算法扩展到Turbo接收机中，通过利用信道译码器反馈的数据符号先验信息迭代提高信道估计精度。仿真结果表明，所提方法的性能优于传统的路径识别算法，且与OMP算法接近，而其计算量远低于后者。

引用本文：赵世铎, 鄢社锋. 基于扩展路径识别算法的水声OFDM系统低复杂度迭代稀疏信道估计[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 752-757. doi: 10.11999/JEIT200582

3 水声通信中一种新型无前后缀的单载波频域均衡技术

作者：涂星滨, 肖芳贵, 许肖梅

第一单位：厦门大学海洋与地球学院

关键词：水声通信 / 单载波 / 频域均衡 / 前后缀 / 时间反转

摘要： 单载波频域均衡(SC-FDE)是水声通信中实现高数据率传输的重要技术之一，但传输序列中周期性插入的循环前缀或保护间隔等前后缀降低了频带利用率和通信速率。该文在时间反转(TR)处理的基础上提出一种新型无前后缀的水声单载波频域均衡技术，即发射机传输无前后缀的单载波信号，接收机对各个数据块的后缀进行重构并利用频域均衡技术消除符号间干扰。重构数据块后缀作为接收机的核心部分，主要包括3个步骤：TR处理、干扰消除和后缀重构。首先，TR处理将来自接收阵元的多通道信号融合为单通道信号，并且其等效信道冲激响应(即q函数)的稳定主峰避免了后缀重构中的噪声放大。然后，通过干扰消除，去除来自前一数据块的块间干扰(IBI)和来自当前数据块的反因果干扰(ACI)。最后，根据q函数主峰及其右侧的因果部分计算信号的各个路径分量，实现数据块的后缀重构。实验结果验证了这一技术的有效性，并且性能优于现有无前后缀的单载波频域均衡技术。

引用本文：涂星滨, 肖芳贵, 许肖梅. 水声通信中一种新型无前后缀的单载波频域均衡技术[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 758-766. doi: 10.11999/JEIT200611

4 流形学习在浅海水声通信中的应用

作者：吕志超, 王好忠, 白一奇

第一单位：中国海洋大学信息科学与工程学院

关键词：水声通信 / 流形学习 / 浅海信道特性

摘要：在复杂的浅海环境中，水声信道具有强烈的空变和时变特性，致使水声通信系统的鲁棒性很难得到保证。该文不同于依赖复杂信道编码和信道均衡手段的传统水声通信算法，将流形学习思想应用于高维海洋环境参数空间刻画及信号空间映射中，为水下数据传输提出创新方案。从声场角度出发，结合浅海实验数据，分析通信信号时空起伏特性，研究环境参数空间和声场信号空间的内在关系，提出了基于非线性流形学习算法增加合理的物理约束，结合信道稀疏特性，对于高维非线性水声信号系统的冗余维度信息进行维数约简，映射到稳定的低维目标空间，降低信道时空起伏对通信系统的影响。仿真和实验结果验证了算法的可靠性和有效性。

引用本文：吕志超, 王好忠, 白一奇. 流形学习在浅海水声通信中的应用[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 767-772. doi: 10.11999/JEIT200629

5 前视扫描声呐成像径向误差分析和补偿

作者：杨波, 汪伟, 刘烨瑶, 李欣国, 梁涛, 郭卫振, 廖佳伟, 潘锋

第一单位：中国科学院声学研究所

关键词：前视声呐 / 后向映射 / 双线性插值 / 声呐成像 / 径向误差 / 运动补偿

摘要： 该文提出了一种基于运动补偿的前视扫描声呐成像方法：采用后向映射，将扇形成像区域的直角坐标系转换成极坐标系，在极坐标系进行2维插值，提取幅度并转成图像格式。通过建立载体运动模型，分析载体运动，将载体运动影响转换为图像域移动，对前视声呐图像进行实时运动补偿，消除径向误差。分析了“深海勇士”号前视声呐数据，其单幅图像最大径向误差近似达到工作距离的19%。通过仿真和实验验证所提算法补偿了由载体运动造成的图像的径向误差，能准确表示目标信息。

引用本文：杨波, 汪伟, 刘烨瑶, 李欣国, 梁涛, 郭卫振, 廖佳伟, 潘锋. 前视扫描声呐成像径向误差分析和补偿[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 796-802. doi: 10.11999/JEIT200744

6 多阶次分数阶傅里叶域特征融合的主动声呐目标稀疏表示分类方法

作者：孙同晶, 刘桐, 杨阳

第一单位：杭州电子科技大学自动化学院

关键词：主动声呐 / 分数阶傅里叶变换 / 特征融合 / 稀疏表示 / 目标分类

摘要： 海洋环境噪声和混响干扰严重、目标可分性差是主动声呐目标分类识别中的瓶颈问题。针对这一问题，该文基于主动声呐目标回波信号模型和分数阶傅里叶变换(FRFT)原理，推导了多阶次FRFT域特征表征形式，建立了FRFT域稀疏表示模型，提出了一种多阶次FRFT域特征融合的主动声呐目标稀疏表示分类方法。该方法通过FRFT的能量聚集性和稀疏分解的残差去除过程，达到了抑制噪声和混响干扰的目的；通过多阶次FRFT域特征的融合，增加目标之间的可分性，进而实现海洋环境中低信混比条件下的主动声呐目标分类。实验结果表明，所提方法在信混比达到0 dB的条件下，分类准确率能够达到90%以上。

引用本文：孙同晶, 刘桐, 杨阳. 多阶次分数阶傅里叶域特征融合的主动声呐目标稀疏表示分类方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 809-816. doi: 10.11999/JEIT200634

7 一种改进的水声正交频分复用稀疏信道时延估计算法

作者：强夕竹, 乔钢, 周锋

第一单位：哈尔滨工程大学水声技术重点实验室

关键词：水声通信 / 正交频分复用 / 正交匹配追踪 / 信道估计 / 线性拟合

摘要： 水声正交频分复用(OFDM)系统中，采用传统正交匹配追踪(OMP)方法估计离网格(off-grid)时延时，需要很高的过采样因子和高昂的计算开销。针对传统OMP方法估计离网格时延计算复杂度高的问题，该文借鉴多元线性拟合思想引入路径补偿的概念，提出了一种基于路径补偿的改进OMP时延估计算法，用以补偿从离网格路径向其周围网格位置泄漏的能量，并用补偿距离这一参数来解释路径补偿效果。该算法无需增加过采样因子，仅利用恰当的补偿距离即可实现较好的估计效果，且能在提高估计性能的同时降低计算复杂度。仿真分析与海试结果验证了该方法的优越性。

引用本文：强夕竹, 乔钢, 周锋. 一种改进的水声正交频分复用稀疏信道时延估计算法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 817-825. doi: 10.11999/JEIT200660

8 基于子空间投影的复杂水下环境运动小目标检测前跟踪方法

作者：陈华杰, 白浩然

第一单位：杭州电子科技大学通信信息传输与融合技术国防重点学科实验室

关键词：运动小目标检测 / 检测前跟踪 / 复杂水下环境 / 子空间投影

摘要：针对复杂水下环境运动小目标检测中存在的目标信号强度弱、信杂比低等问题，该文提出基于子空间投影的检测前跟踪(TBD)算法：对原始图像数据截取序列片段，将3维时空片段中的短时运动航迹投影到2维子空间平面；利用2维投影图中平面航迹的形态特征进行初步筛选，提取目标的有效运动区域；将2维平面中的目标短时航迹在局部区域重建3维时序，在3维航迹回溯过程中利用目标运动特征再次筛选目标短时航迹。通过上述分级检测机制，可实现快速高精度的目标短时航迹检测。结合前景检测以及基于层次凝聚聚类(HAC)的长时航迹检测算法，构建了针对运动小目标的完整检测前跟踪方法。最后使用实测声呐图像数据验证了算法的检测精度和检测速度。

引用本文：陈华杰, 白浩然. 基于子空间投影的复杂水下环境运动小目标检测前跟踪方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 826-833. doi: 10.11999/JEIT200446

9 基于正交移动双水下自主潜航器的水下合作目标定位方法

作者：赵晨, 乔钢, 周锋

第一单位：哈尔滨工程大学水声技术重点实验室

关键词：水声定位 / 水声通信 / 水声传感器网络 / 水下自主潜航器导航定位

摘要：利用水下自主潜航器(AUV)定位是水下大区域静止目标定位主要方法之一。针对单AUV定位存在的定位周期长，定位覆盖区域低，长时间定位误差累积大的缺陷，该文提出一种基于正交运动的双AUV的静止目标定位方法。每个AUV通过自身携带的惯性导航系统(INS)和多普勒计程仪进行自身定位，并在多次运动过程中通过与静止目标间的通信时延差测量进行定位。该方法需要2个相对航向角呈90°的正交移动AUV通过最少2次与静止目标间通信完成次定位。相比于传统的单移动传感器定位方法，该算法需要的定位周期更短，对同步要求更低。实验结果表明，该方法定位精度有显著提高，同时有效定位区域增大，在长时间定位过程中对AUV位置误差影响更低。

引用本文：赵晨, 乔钢, 周锋. 基于正交移动双水下自主潜航器的水下合作目标定位方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 834-841. doi: 10.11999/JEIT200570

10 解卷积主动声呐目标回波高分辨时延估计技术

作者：苍思远, 生雪莉, 董航, 郭龙祥

第一单位：哈尔滨工程大学水声技术重点实验室

关键词：主动声呐 / 高分辨 / 时延估计 / 稀疏表示 / 交替方向乘子算法

摘要：为提高浅海复杂海洋环境下的目标回波时延估计精度，增强主动声呐系统对目标的探测能力，该文基于稀疏表示理论和解卷积思想，提出一种高分辨目标回波时延估计技术。首先，引入Toeplitz算子，将发射信号的不同时延结果构造成时延字典矩阵，时延估计值存在于所求解的稀疏向量中。其次，利用交替方向乘子算法(ADMM)优化框架，求解全局最优解。最后，采用一种加权迭代策略设置正则化参数，进一步抑制多途信道的影响，解耦合出回波到达的时刻，获得高精度的目标回波时延估计结果。数值仿真和实验数据表明，该文提出的解卷积主动声呐目标回波高分辨时延估计技术可以在多途扩展严重的浅海声信道实现目标探测，在信道水池的实验环境下，时延估计分辨率可达0.056 ms。

引用本文：苍思远, 生雪莉, 董航, 郭龙祥. 解卷积主动声呐目标回波高分辨时延估计技术[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 842-849. doi: 10.11999/JEIT200649

11 基于Khatri-Rao积的三维前视声呐空间方位估计技术

作者：周天, 沈嘉俊, 杜伟东, 周曹韵, 宋金阳, 陈宝伟, 李海森

第一单位：哈尔滨工程大学水声技术重点实验室

关键词：3维前视声呐 / 2维方位估计 / 虚拟孔径扩展 / Khatri-Rao积 / Vernier法

摘要：为了提高3维前视声呐的方位分辨能力，同时避免2维(2D)方位估计(DOA)方法失效，该文提出1维(1D)空间角估计方法、基于Vernier法的垂直角估计方法和基于最小角定理的水平角方位估计方法。首先基于不同子阵构造互协方差矩阵避免2维方位估计模型失效，再利用Khatri-Rao积进行虚拟孔径扩展；将扩展后的阵列导向矢量和观测向量模型用于2维方位估计。与原阵列的导向矢量相比，虚拟阵元数量约增加1倍，阵列的孔径得到有效扩展。仿真实验表明，与单观测向量波束形成2维方位估计方法相比，所提方法在2维方位估计问题中具有更高的分辨能力，均方根误差更低；水池实验进一步验证了该文所提方法的工程实用性。

引用本文：周天, 沈嘉俊, 杜伟东, 周曹韵, 宋金阳, 陈宝伟, 李海森. 基于Khatri-Rao积的三维前视声呐空间方位估计技术[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 857-864. doi: 10.11999/JEIT200657

12 一种空-频联合最优滤波的被动宽带检测方法

作者：蒋小勇, 周胜增, 杜选民

第一单位：上海船舶电子设备研究所

关键词：被动声呐 / 常规宽带能量检测 / 子阵导向最小方差波束形成 / Eckart滤波

摘要：常规宽带能量检测在多目标、强干扰环境下输出信噪比(SNR)降低，检测性能大幅度下降。针对此问题，该文提出一种将子阵导向最小方差(STMV)宽带空域自适应波束形成与频域Eckart滤波结合的空-频联合最优滤波宽带检测方法。该方法首先通过子阵导向最小方差波束形成进行空间自适应处理，利用自适应波束形成的干扰抑制能力在空域实现最优滤波；然后通过最大似然估计实时估计信号和噪声的功率谱，构造Eckart滤波对自适应波束形成的输出分配不同权重进行加权滤波，从而实现频域信噪比最大化。所提方法通过空-频联合最优滤波，降低空域旁瓣干扰和频带内噪声的影响，使得输出信噪比最大，从而有效地改善目标宽带检测能力，提高被动声呐的宽带检测性能。仿真和试验数据处理结果验证了该方法的有效性。

引用本文：蒋小勇, 周胜增, 杜选民. 一种空-频联合最优滤波的被动宽带检测方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 865-872. doi: 10.11999/JEIT200672

13 强干扰环境下水声时延估计技术研究

作者：李海鹏, 孙大军, 郑翠娥

第一单位：哈尔滨工程大学水声技术重点实验室

关键词：水声时延估计 / 子空间 / 最大似然估计 / 广义似然比

摘要：水声定位系统是现代深海作业必备的高精度水下定位装备，精确的时延估计是实现高精度水声定位的基础，但由于信号远距离传输以及强干扰的影响，水声定位系统时延估计精度较低。针对此问题该文提出一种基于子空间理论的宽带强干扰抑制方法，首先通过贝叶斯信息量准则估计子空间维度，然后推导了不同信号假设下的概率密度函数，求解未知参数的最大似然估计，构造广义似然比并通过最优匹配广义似然比检测法估计与期望信号最匹配的子空间，然后以此构造空间投影算子对接收数据进行线性投影，最终抑制干扰和噪声，提高时延估计精度。仿真结果表明该方法能够有效抑制干扰和噪声的影响，提高定位系统时延估计精度。

引用本文：李海鹏, 孙大军, 郑翠娥. 强干扰环境下水声时延估计技术研究[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 873-880. doi: 10.11999/JEIT200638

14 一种基于水下无人航行器的多目标被动跟踪算法

作者：王宇杰, 李宇, 鞠东豪, 黄海宁

第一单位：中国科学院声学研究所

关键词：被动声呐 / 水下多目标跟踪 / 纯方位跟踪 / 水下无人航行器 / 纯方位目标运动分析 / 数据关联 / 粒子采样

摘要：被动声呐信号处理中，致力于实现连续且稳定的目标方位跟踪。在复杂的水下环境中，由于干扰和噪声的存在，以及阵列孔径的限制，方位检测结果中不可避免地存在很多轨迹中断、野值、干扰与目标间的方位交叉。该文提出了一种基于水下无人航行器的多目标被动跟踪算法，使用基于航行器运动信息的粒子采样预测方法进行轨迹中断预测补齐，使用基于航行器运动信息的观测门限设置方法自适应设置跟踪门限，使用块关联跟踪方法进行轨迹中断关联和方位交叉关联。仿真和实验结果表明，该算法能够实现正确的多目标跟踪。

引用本文：王宇杰, 李宇, 鞠东豪, 黄海宁. 一种基于水下无人航行器的多目标被动跟踪算法[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(8): 2013-2020. doi: 10.11999/JEIT190675

15 运动平台混响背景下基于低秩稀疏分解的目标回波增强

作者：王燕, 贺玉梁, 邱龙皓, 邹男

第一单位：哈尔滨工程大学水声技术重点实验室

关键词：主动声呐混响 / 目标回波增强 / 低秩稀疏分解 / 方位历程图

摘要：在水下航行器等运动平台上，主动声呐的近距离滤波结果受混响干扰影响严重，大量的混响回波亮点会掩蔽目标回波的可见性，导致后续检测判决的虚警率增大。以阵列处理的方位历程图作为基本输入，该文利用某些场景下混响干扰相邻周期间潜在的相干结构，假设混响满足低秩性；由于平台间的相对运动，假设感兴趣的目标回波在逐周期间是不相关且稀疏的。之后，将方位历程图表示为低秩的混响、稀疏的运动目标回波和噪声成分，在此基础上提出以加速近端梯度法(APG)和快速数据投影法(FDPM)分别实现离线和在线的低秩稀疏分解，从而实现混响抑制和目标回波增强。试验结果验证了假设模型的有效性，并且两种分解算法均能有效地增强目标回波。

引用本文：王燕, 贺玉梁, 邱龙皓, 邹男. 运动平台混响背景下基于低秩稀疏分解的目标回波增强[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(7): 1978-1984. doi: 10.11999/JEIT200143

编辑：余蓉，刘艳玲

校对：马秀强

审核：陈倩

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